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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Telekommunikationssysteme. Genauer ausgedrückt, ist
die vorliegende Erfindung an ein System und Verfahren zum Planen
von Funk-Ressourcen für
einen Qualitätsservice
(QoS) in einem kabellosen Kommunikationsnetzwerk gerichtet, wobei
die Erfindung nicht durch Limitierungen eingeschränkt ist.
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Beschreibung
verwandter Technik
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Kabellose
Telekommunikationsnetzwerke entwickeln sich von der zweiten Generation
(2G) den leitungsgeschalteten Netzwerken zur dritten Generation
(3G) den paketgeschalteten Netzwerken. „Dritte Generation" ist die Terminologie,
die für
paketgeschaltete Funk-Zugangs-Systeme
steht, wie z.B. der allgemeine Paket-Funk-Service (GPRS) und das universelle Mobilfunk-Telekommunikationssystem (UMTS).
Die dritte Generation der Mobilfunk-Kommunikationssysteme erlaubt
vielen Mobilfunknutzern das Zugreifen auf und Mitbenutzen von Netzwerk-Funk-Ressourcen.
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Funk-Ressourcen
sind limitiert und müssen somit
verwaltet werden. Es gibt zwei Ziele beim Funk-Ressourcen-Management: (1) Das Anbieten der
höchsten
erreichbaren Qualität
von Service (QoS) für
individuelle Nutzer und (2) das Optimieren der Nutzung von Netzwerk-Ressourcen.
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Paketplanen
ist ein Mechanismus, der bestimmt, welcher Nutzer das Recht besitzt,
in einem gegebenen Zeitintervall zu übertragen. Es ist wohlbekannt,
dass Ring-Planen allen Nutzern Fairness bei den Aufwendungen von
Nutzer- und System-Durchsatz bietet. First-In-First-Out-Planen (FIFO-
Planen) bietet optimalen Nutzer- und System-Durchsatz für „gut" verhaltenden Verkehr,
wenn alle Kanäle
die gleiche Qualität
aufweisen. Jedoch zeigen kabellose Kanäle häufig Variationen in der Qualität. Um den System-Durchsatz
zu maximieren, sollten Funk-Ressourcen nach dem Nutzer mit der besten
Kanalqualität
festgelegt werden. Jedoch wäre
eine Planungsmethode, die auf der reinen Kanalqualität basiert,
unfair zu den Nutzern mit schlechter Kanalqualität, was zum potenziellen Hungern
und zu überhöhten Verspätungen führt. Daher
gibt es einen Kompromiss zwischen Fairness und Durchsatz.
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Eine
existierende Methode für
das Planen von IP-Paketen ist in dem IEEE Artikel „Downlink
Radio Resource Management for IP Packet Service in UMTS" von I. Lopez, P.
J. Ameigeiras, J. Wigard und P. Morgensen (nachfolgend mit „Lopez" verwiesen) beschrieben.
In Lopez wird ein modifizierter Ring-Algorithmus als eine Zwischenlösung für Fairness
und Durchsatz vorgestellt. In jedem Ringzyklus wird ein Paket von
jedem Nutzer zugelassen und entsprechend der Ankunftszeit in eine
Warteschlange gereiht. Wenn geplant wird, ein Paket eines Nutzers
zu versenden, wird die unmittelbare Kanalqualität mit einem historischen Grenzwert
verglichen. Wenn die Kanalqualität über dem
historischen Grenzwert liegt, werden Ressourcen zugewiesen, und
das Paket wird übertragen.
Andernfalls wird der Nutzer ans Ende der Warteschlange eingereiht.
Alle bekannten Schemata nutzen historische und gegenwärtige Kanalvoraussetzung
um die zukünftigen
Kanalvoraussetzungen für
das Paketplanen vorherzusagen.
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Es
wird in Lopez gezeigt, dass die modifizierte Ringmethodik allen
Nutzern des Systems Fairness bietet und dass die Durchsatz-Verteilung
sehr nahe einer normalen Ring-Annäherung mit einigen Verbesserungen
kommt. Der Durchsatz der modifizierten Ringmethodik ist jedoch signifikant
kleiner als bei der reinen Kanalqualitätsmethodik.
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Eine
andere Lösung
ist in dem IEEE Artikel „CSMA
Forward Link Waterfilling Power Control," von J. M. Holtzmann (nachfolgend mit „Holtzmann" verwiesen) beschrieben.
In Holtzmann wird ein Kompromiss durch das Festlegen von Prioritäten für alle Nutzer
erreicht. Eine Nutzerpriorität
ist definiert als das Verhältnis
der Kanalqualität
des Nutzers zum Durchsatz des Nutzers in einem gegebenen Zeitintervall. Wenn
alle Nutzer den gleichen Durchsatz aufweisen, dann werden die Ressourcen
dem Nutzer mit der besten Kanalqualität zugewiesen. Daher wird der Nutzer
mit der besten Kanalqualität
höheren
Durchsatz aufweisen. Jedoch verringert der höhere Durchsatz der Reihe nach
die Priorität
des Nutzers. Wenn Prioritäten
am Ende einer Zeitperiode nachkalkuliert werden, kann der Prozess
eventuell einem Nutzer mit schlechterer Kanalqualität eine höhere Priorität zuweisen.
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In
Holtzmann wird der Durchsatz durch die Ringmethodik angenähert, wenn
die Kanalqualität von
allen Nutzern die gleiche ist, oder wenn die Zeitperiode „Fenster" zu kurz ist, die
zum Kalkulieren vergangener Durchsätze genutzt wird. Wenn das
Fenster zu lang ist, wird diese Methode eine langsame Reaktion bei
der Bestimmung der Nutzerpriorität
liefern und wird zu Unfairness bei Nutzern mit schlechter Kanalqualität führen.
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Um
die Nachteile der existierenden Lösungen zu überwinden, wäre es vorteilhaft,
ein System und eine Methode zum Planen von Funk-Ressourcen zu besitzen,
die den Durchsatzlevel von reinen Kanalqualitätsmethodiken erreichen, während ebenso Fairness
nahe der Ringmethodik erlangt wird. Die gegenwärtige Erfindung liefert ein
derartiges System und eine derartige Methode.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist ein System und eine Methode zur Planung
von Funk-Ressourcen in einem paketgeschalteten kabellosen Kommunikationsnetzwerk.
Eine Vielzahl von Datenpaketen von einer Vielzahl von Nutzern wird
in einer First-In-First-Out-Warteschlange (FIFO-Warteschlange) platziert,
selektiv ausgewählt
und für
die Übertragung
analysiert. Falls ein ausgewähltes
Paket eine unmittelbare Funkkanalqualität (C/I) größer als ein historischer Kanalqualitätswert aufweist,
wird das Paket übertragen.
Falls der unmittelbare C/I nicht größer als der historische Wert
ist, wird bestimmt, ob das ausgewählte Paket länger als
eine Grenzwertzeitspanne gehalten wurde. Wenn dies der Fall ist, wird
das Paket übertragen.
Wenn keine Bedingung erfüllt
ist, wird das ausgewählte
Paket in seiner Warteschlangenposition gehalten, während das
nächste Paket
für die Übertragung
analysiert wird. Falls sich kein Paket für die Übertragung qualifiziert, wird
das Paket in der ersten Position übertragen. Nach jeder Übertragung
startet die Analyse am Anfang der Warteschlange erneut.
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Dadurch
ist die Erfindung in einem Aspekt als eine Methode zum Planen von
Funk-Ressourcen in einem paketgeschalteten kabellosen Kommunikationsnetzwerk
ausgerichtet. Die Methode umfasst die Schritte des Zulassens von
eine Vielzahl von Datenpakete von einer Vielzahl von Nutzern, wobei
jedes der Pakete einen zugeordneten Nutzer mit einem zugewiesenen
Funkkanal aufweist; und die Methode umfasst das Platzieren der Vielzahl
der Datenpakete in einer FIFO-Warteschlange, die eine Vielzahl von Paktpositionen
aufweist, in denen sich das Paket mit der längsten Wartezeit in der ersten
Position befindet. Gestartet wird mit dem Paket der ersten Position, die
Methode wählt
dann sequentiell jedes der Pakete aus und analysiert es zur Übertragung.
Ein ausgewähltes
Paket wird übertragen,
wenn der zugewiesene Kanal, der mit dem ausgewählten Paket verbunden ist,
eine unmittelbare Funkkanalqualität aufweist, die größer ist,
als ein historischer Kanalqualitätswert. Das
ausgewählte
Paket wird temporär
in seiner Warteschlangenposition gehalten, während ein ausgewähltes Paket
in der nachfolgenden Warteschlangenposition analysiert wird, wenn
der reservierte Funkkanal keine unmittelbare Funkkanalqualität aufweist,
die größer ist,
als der historische Kanalqualitätswert.
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Den
Schritt des Analysierens von jedem Paket der Warteschlange für die Übertragung,
kann ebenso die Bestimmung enthalten, ob ein ausgewähltes Paket
in der Warteschlange für
eine Zeitperiode länger
als eine vordefinierte Grenzwertzeitperiode gehalten wurde, falls
der zum Paket verbundene Funkkanal, keine unmittelbare Funkkanalqualität aufweist,
die größer als
der historische Kanalqualitätswert
ist. Wenn das ausgewählte
Paket in der Warteschlange, eine längere Zeitperiode gehalten
wurde, als eine vordefinierte Grenzwertzeitperiode, wird es übertragen.
Falls nicht, dann kann die Methode die Bestimmung umfassen, ob das
ausgewählte
Paket das letzte Paket der Warteschlange ist, das analysiert werden
muss. Wenn dies der Fall ist, wird das Paket der ersten Position
der Warteschlange übertragen.
Nach jeder Übertragung
startet die Analyse am Anfang der Warteschlange erneut.
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Die
gegenwärtige
Erfindung ist in einem anderen Aspekt betrachtet, ein System zum
Planen von Funk-Ressourcen in einem paketgeschaltetem Netzwerk.
Das System umfasst Mittel für
das Zulassen von einer Vielzahl von Datenpaketen von einer Vielzahl
von Nutzern; und das System umfasst eine FIFO-Warteschlange für das temporäre Halten
der zugelassenen Datenpakete, während
die Pakete für die Übertragung
analysiert werden. Die FIFO-Warteschlange
weist eine Vielzahl von Paketpositionen auf, in der sich das Paket,
das sich die längste
Zeit in der Warteschlange befindet, in der ersten Position befindet.
Begonnen wird mit dem Paket der ersten Position, wobei das System
ebenso Mittel für
das sequentielle Auswählen
und Analysieren jedes Pakets der Warteschlange umfasst, um zu bestimmen,
ob ein zum ausgewählten
Paket verbundener Funkkanal, eine unmittelbare Funkkanalqualität aufweist,
die größer ist,
als ein historischer Kanalqualitätswert. Nach
der Bestimmung, dass der verbundene Funkkanal einen unmittelbaren
Funkkanalqualitätswert aufweist,
der größer ist,
als der historische Kanalqualitätswert,
umfasst das System Mittel zur Übertragung
des ausgewählten
Paktes. Wenn der verbundene Funkkanal keine unmittelbare Funkkanalqualität aufweist,
die größer ist,
als der historische Kanalqualitätswert,
umfasst das System ebenso Mittel zum temporären Halten des ausgewählten Pakets
in seiner Position der Warteschlange, während das nächste Paket der Warteschlange
analysiert wird, um festzustellen, ob das nächste Paket übertragen
werden soll.
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Das
System kann ebenso Mittel zur Bestimmung umfassen, ob ein ausgewähltes Paket
in der FIFO-Warteschlange länger
als eine vordefinierte Zeitperiode gehalten wurde und kann Mittel
zur Übertragung
des ausgewählten
Pakets umfassen, falls das ausgewählte Paket in der FIFO-Warteschlange länger als
eine vordefinierte Zeitperiode gehalten wurde. Das System kann ebenso
Mittel zur Bestimmung umfassen, ob ein ausgewähltes Paket, das. letzte Paket
der Warteschlange ist, das zur Übertragung
analysiert werden muss, und es kann Mittel zur Übertragung des ersten Pakets
der Warteschlange umfassen, wenn das ausgewählte Paket das letzte Paket
der Warteschlange ist, das analysiert werden muss.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird für
Fachleute durch Bezüge
auf die nachfolgenden Zeichnungen, in Verbindung mit begleitenden
Spezifikationen, besser verständlich,
und ihre zahlreichen Objekte und Vorteile werden für Fachleute
offensichtlicher, dadurch dass:
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1 ein
Flussdiagramm darstellt, das die Schritte der bevorzugten Ausführungsform
der Methode der gegenwärtigen
Erfindung darstellt;
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2 (Stand
der Technik) ein Flussdiagramm ist, das die Sequenz der Paketübertragung
einer Paketschlange darstellt, wobei zum Ausführen des Planens die existierende
modifizierte Ringmethodik genutzt wird;
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3A–3E (Stand
der Technik) eine exemplarische Sequenz von Paketübertragungen von
einer Vielzahl von Paketschlangen darstellt, wobei zum Ausführen des
Planens die existierende prioritätsbasierete
Methodik genutzt wird;
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4 ein
Flussdiagramm ist, das eine exemplarische Sequenz von Paketübertragungen
einer Paketschlange darstellt, wobei zum Ausführen des Planens die Methode
der gegenwärtigen
Erfindung genutzt wird; und
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5 ein
vereinfachtes Blockdiagramm von der bevorzugten Ausführungsform
des Systems der gegenwärtigen
Erfindung ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung nutzt eine vorhergesagte Kanalqualität und eine
modifizierte FIFO-Methode beim Funk-Ressourcen-Management, um den
QoS zu unterstützen
und um den Systemdurchsatz zu maximieren. Das Ziel der gegenwärtigen Erfindung
ist es, den Durchsatzlevel der reinen Kanalqualitätsmethodik
zu erlangen, während Fairness
nahe der Ringmethodik zur selben Zeit erreicht wird. Es sei angemerkt,
dass die reine Kanalqualitätsmethodik
der FIFO-Methodik entspricht, wenn die Kanalqualität für alle Nutzer
die gleiche ist. Mit den Defiziten der existierenden Methodiken
im Gedächtnis,
erzielt die gegenwärtige
Erfindung das Beste Ergebnis in der reinen Kanalqualitäts- und
in der Ringmethodik.
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Erstens
modifiziert die gegenwärtige
Erfindung mit Hilfe der Kanalqualitätsmethodik die FIFO-Prozedur,
um den Systemdurchsatz zu optimieren, und zweitens wird durch die
modifizierte Kanalqualitätsmethodik
Fairness erzwungen. Die Kanalqualitätsmethodik ist durch das Zurückhalten
des Nutzers implementiert, der eine schlechte Kanalqualität erfährt, während der
Nutzer in derselben FIFO-Warteschlangenposition gehalten wird. Als
Resultat wird der Nutzer bedient, sobald sich sein Kanalqualitätswert verbessert
hat, ungleich der Lopez modifizierten Ringmethodik-Annäherung,
in der der Nutzer mit schlechter Kanalqualität, ans Ende der Schlange versetzt
wird. Die gegenwärtige
Erfindung erkennt, dass falls der Nutzer ans Ende der Schlange versetzt
wird, er all seine nachfolgenden Gelegenheiten der Übertragung
verliert, wenn sich die Kanalvoraussetzungen vor dem nächsten Nutzer-Durchgang verbessern.
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Die
gegenwärtige
Erfindung behält
ebenso die Sequenz der Paketeingänge
bei, die für
Fairness wichtig ist. Dies ist überlegen
gegenüber
zu Holtzmans Prioritätsmethodik,
in der die Ressourcenverteilung nur auf festgestellten Nutzer-Durchsatz
reagiert.
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1 ist
ein Flussdiagramm, das die Schritte der bevorzugten Ausführungsform
der Methode der gegenwärtigen
Erfindung illustriert. In Schritt 11 werden Pakete von
jedem Nutzer zum Netzwerk zugelassen, entsprechend einem Zulassungsalgorithmus,
wie es z.B. bei einem Leaky-Bucket-Algorithmus der Fall ist. Zugelassene
Pakete werden in einer FIFO-Schlange gesichert. In Schritt 12 wird
die Kanalqualitätsinformation
jedes Nutzers aktualisiert (z.B. das Verhältnis von Trägersignal
zu Störung (C/I)).
Die Kanalqualität
kann von Mobilfunkstationen berichtet werden, wie es z.B. bei der
Bit-Fehler-Rate der Fall ist, die bei Basisstationssteuerungen (BSC) genutzt
wird, um den C/I beurteilen zu können.
In Schritt 13 wird bestimmt, ob die FIFO-Schlange leer ist.
Wenn ja, dann kehrt der Prozess zu Schritt 11 zurück und lässt weitere
Nutzerpakete zu. Falls die Schlange nicht leer ist, dann schreitet
der Prozess mit Schritt 14 fort, wo das erste Paket der
Schlange zur Analyse ausgewählt
wird.
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In
Schritt 15 wird die momentane Kanalqualität (d.h.
C/I) des Nutzers vom zu analysierenden Paket mit einem historischen
Grenzwert verglichen. Wenn die momentane Kanalqualität über dem
historischen Grenzwertes liegt, wird das zu analysierende Paket
in Schritt 16 übertragen.
Wenn die momentane Kanalqualität
nicht über
dem historischen Grenzwert liegt, fährt der Prozess mit Schritt 17 fort,
in dem bestimmt wird, ob das zu analysierende Paket länger als
eine vordefinierte Grenzwertzeitperiode in der Schlange gehalten
wurde. Wenn das Paket länger als
eine Zeitperiode gehalten wurde, die größer ist als der Zeitgrenzwert,
wird das zu analysierende Paket in Schritt 18 übertragen.
Falls das Paket nicht länger als
eine Zeitperiode gehalten wurde, die größer ist als der Zeitgrenzwert,
fährt der
Prozess mit Schritt 19 fort, in dem bestimmt wird, ob das
zu analysierende Paket, das letzte Paket der Schlange ist, das zu
analysieren ist. Wenn dies der Fall ist, wird das Paket in der ersten
Position der Schlange in Schritt 20 übertragen. Wenn das zu analysierende
Paket nicht das letzte Paket der Schlange ist, wird das Paket in Schritt 21 an
derselben Position der Schlange beibehalten, und das nächste Paket
in der Schlange wird zur Analyse in Schritt 22 ausgewählt. Der
Prozess kehrt dann zu Schritt 15 zurück, in dem das nächste Paket
analysiert wird, übereinstimmend
mit der gleichen Methodik. Nach jeder Übertragung von Schritt 16, 18 oder 20 kehrt
der Prozess zu Schritt 11 zurück, lässt zusätzliche Pakete zur Schlange
zu und wiederholt die Prozedur.
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Beispiele
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2 ist
ein Flussdiagramm, das exemplarisch eine Sequenz von Paketübertragungen
von einer Paketschlange 30 illustriert, welche beim Planen die
existierende modifizierte Ringmethodik von Lopez nutzt. In 30a stehen
stellvertretend drei Pakete (A1, B1 und C1) von Nutzer A, Nutzer
B und Nutzer C Schlange. Der Prozess beginnt am Kopf der Schlange
(Paket A1) und bestimmt im illustrierten Beispiel, ob das C/I von
Nutzer A kleiner ist, als der historische Grenzwert. Daher wird
in 30b das Paket A1 ans Ende der Schlange bewegt. Danach
wird es, auch wenn sich der C/I von Nutzer A1 verbessert, keine
Gelegenheit geben, um Paket A1 zu übertragen, bis es wieder am
Kopf der Schlange angekommen ist.
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In 30c wird
bestimmt, dass der C/I von Nutzer B größer ist als der historische
Grenzwert. Hierzu wird Paket B1 übertragen,
und die verbleibenden Pakete (C1 und A1) verschieben sich um eine
Position in Richtung des Kopfes der Warteschlange. In 30d wird
bestimmt, dass der C/I von Nutzer C größer als der historische Grenzwert
ist. Deshalb wird Paket C1 übertragen,
und das verbleibende Paket (A1) verschiebt sich um eine Position
in Richtung des Kopfes der Warteschlange. In 30e wird schließlich Paket
A1 übertragen,
und in 30f werden neue Pakete zugelassen, entsprechend
der Ringmethodik. Obwohl diese modifizierte Ringmethodik nach dem
Stand der Technik fair ist, da sie Wechsel zwischen den Nutzern durchführt, weist
die Methodik einen niedrigeren Nutzerdurchsatz auf, weil zu einem
Zeitpunkt nur ein Paket pro Nutzer in die Schlange eingereiht wird
und weil z.B. der C/I eines einzelnen Nutzers sich verbessert haben
kann, lange bevor das Paket des Nutzers wieder den Kopf der Warteschlange
erreicht.
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3A–3E veranschaulicht
eine exemplarische Sequenz von Paketübertragungen von einer Vielzahl
von Paketschlangen 32–34,
die zum Planen die existierende prioritätsbasierende Methodik von Holzmann
nutzt. Die Pakete jeden Nutzers werden in einer separaten Schlange
platziert, und eine. Priorität
für jeden
Nutzer wird auf Basis des Verhältnisses
vom gegenwärtigen
Nutzer C/I zum historischen Durchsatz des Nutzers über eine
gegebene Zeitperiode oder Filterfenster berechnet. Die Priorität für jeden
Nutzer wird nach jeder Paketübertragung erneut
berechnet. In 3A ist die Schlange 32 dargestellt,
um die Pakete A1–A3
zu halten; Schlange 33 hält die Pakete B1–B4, und
Schlange 34 hält
die Pakete C1–C2.
Das Filterfenster zur Berechnung des historischen Durchsatzes, ist
wie im Beispiel veranschaulicht, relativ lang, und Nutzer-A wurde
die höchste
Priorität
vorausberechnet. Deshalb werden, wie in 3B gezeigt,
alle Pakete A1–A3 übertragen,
bevor der historische Durchsatz von Nutzer A so weit steigt, dass
die Priorität
von Nutzer A unter die Priorität
von Nutzer B fällt.
Nutzer B wird dann die höchste
Priorität
vorausberechnet und wie in 3C gezeigt,
werden die Pakete B1–B3 übertragen,
bevor der historische Durchsatz von Nutzer B so weit steigt, dass
die Priorität
von Nutzer B unter die Priorität
von Nutzer C fällt.
Falls Nutzer-C nach der Übertragung
von Paket B3 die höchste
Priorität
vorausberechnet werden sollte, wird Paket B4 in der Schlange 33 belassen.
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Mit
Verweis auf 3D, wird Nutzer-C die höchste Priorität vorausberechnet,
und die Pakete C1–C2
werden als nächstes übertragen.
Dies lässt nur
Paket B4 in Schlange 33 zurück, während Schlange 32 und 34 leer
sind. Schlussendlich wird wie in 3E dargestellt,
Paket B4 übertragen. Demnach
liefert der Stand der Technik nach der prioritätsbasierten Methodik von Holtzmann
langsame Antwortzeiten bzgl. Nutzerpriorität, führt zu Unfairness bei Nutzern
mit schlechter Kanalqualität
oder überträgt Pakete
von Nutzern mit schlechter Kanalqualität über eine lange Zeitperiode,
was einen geringen Systemdurchsatz verursacht.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das eine exemplarische Sequenz von Paketübertragungen
von einer Paketschlange 40 veranschaulicht, die zum Planen
die Methodik der gegenwärtigen
Erfindung nutzt. In 40a sind sieben Pakete (A1–A2, B1–B3 und C1–C2) von
Nutzer-A, Nutzer-B und Nutzer-C in einer FIFO-Warteschlange eingereiht.
Der Prozess beginnt am Kopf der Schlange (Paket A1) und im dargestellten
Beispiel bestimmt dieser, dass (1) der C/I von Nuter-A geringer
ist als der historische Grenzwert, (2) dass die Haltezeit für Paket
A1 geringer ist als der Zeitgrenzwert, und (3) dass das Paket A1
nicht das letzte zu analysierende Paket der Schlange ist. Daher
wird Paket A1 in seiner Position der Warteschlange gehalten und
wird nicht übertragen.
Paket A2 kann aus den gleichen Gründen gehalten werden. In 40b ist
Paket B1 analysiert und übertragen
worden, weil bestimmt wurde, dass entweder der C/I von Nutzer-B
größer als
der historische Grenzwert oder die Haltezeit von Paket B1 größer als
der Zeitgrenzwert war. Jedes der Pakete nach B1 verschiebt sich
nach rechts um eine Position, während
die Pakete von Nutzer-A in derselben Position gehalten werden.
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Nachdem
jedes Paket übertragen
wurde, lässt
der Prozess weitere Pakete am Ende der Warteschlange zu, es wird
dann wieder bei dem ersten Paket begonnen, es folgen sequentielle
Analysen von jedem Paket der Schlange bis ein Paket eine der Übertragungskriterien
erfüllt.
Somit ist in 40c Paket C3 am Ende der Warteschlange eingereiht.
Darüber hinaus
kann eine Analyse zeigen, dass der C/I von Nutzer-A nicht größer als
der historische Grenzwert ist. Darum wird in 40d Paket
A1 übertragen,
und die verbleibenden Pakete verschieben sich um eine Position nach
rechts. Falls der C/I von Nutzer A über dem historischen Grenzwert
bleibt, wird als nächstes Paket
A2 übertragen.
Der Prozess fährt
danach mit der sequentiellen Analyse des nächsten Pakets der Schlange
fort, um zu bestimmen, ob der C/I des Nutzers über dem historischen Grenzwert
liegt oder falls nicht, ob das Paket eine längere Zeitperiode gehalten wurde
als der Zeitgrenzwert. Wenn eine Bedingung erfüllt ist, wird das gerade analysierte
Paket übertragen.
Falls keine Bedingung erfüllt
ist, und das Paket nicht das letzte zu analysierende Paket der Schlange ist,
wird das Paket in seiner gegenwärtigen
Position gehalten, und das nächste
Paket wird analysiert. Wenn alle Pakete die Kriterien zur Übertragung
nicht erfüllen,
bestimmt der Prozess, dass das Paket, das zur Analyse ausgewählt wurde,
das letztes Paket in der Schlange sein soll, und das erste Paket
der Schlange wird dann übertragen.
Auf diese Art und Weise erreicht diese Methode der gegenwärtigen Erfindung
den Durchsatzlevel von der reinen Kanal-Qualitätsmethode, während ebenso
Fairness nahe der Ringmethodik erzielt wird.
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5 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm von der bevorzugten Ausführungsform
des Systems der gegenwärtigen
Erfindung. Eine Vielzahl von MSen, MS-A 51, BS-B 52 und
MS-C 53 kommunizieren über
Funkkanäle
zur Basis-Empfangsstation (BTS) 54. Die MSen bestimmen
und berichten über andere
Dinge, wie die Bitfehlerrate (BER), die auf dem Downlink der jeweiligen
Funkkanäle
festgestellt wurde. Die BTS ist mit der Funk-Netzwerk-Steuerung (RNC) verbunden
oder mit der Basis-Stationssteuerung
(BSC) 55. Datenpakete, die für die MSen bestimmt sind, werden
von einem Internetprotokoll(IP)Netzwerk 62 empfangen und
werden in einer FIFO-Warteschlange 56 zugelassen.
Die BTS berichtet weiterhin über
die BER und über
andere Informationen für
jeden Funkkanal an die RNC/BSC, wo sie in einem Sofort-C/I-Bewerter 57 genutzt
werden, um den augenblicklichen C/I von jedem Funkkanal abzuschätzen.
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Wenn
ein ausgewähltes
Paket zur Übertragung
an seine verbundene MS analysiert wird, wird der abgeschätzte C/I-Wert
des gegenwärtigen
Funkkanals von der verbundenen MS vom Bewerter 57 zu einem
C/I-Vergleicher 58 gesendet, der den geschätzten Wert
mit dem historischen C/I-Wert vergleicht, der in einem historischen
C/I-Verzeichnis 59 aufgezeichnet wurde. Falls der gegenwärtige Funkkanal-C/I
größer als
der historische Wert ist, sendet eine Übertragungssteuerung 61 eine Übertragungsinstruktion
an die BTS 54, um das ausgewählte Datenpaket an die Ziel-MS
zu senden.
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Wenn
der gegenwärtige
Funkkanal-C/I nicht größer als
der historische Wert ist, wird ein Zeitperioden-Vergelicher 63 genutzt,
um zu bestimmen, ob die Haltezeit des Pakets, wie sie mit dem Pakethaltezeitgeber 64 bestimmt
wurde, größer ist,
als der erlaubte Pakethaltegrenzwert 65. Wenn die Pakethaltezeit größer als
der Pakethaltegrenzwert ist, befiehlt die Übertragungssteuerung 61,
dass die ausgewählten Pakete übertragen
werden.
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Wenn
die Pakethaltezeit nicht größer als
der Pakethaltezeitgrenzwert ist, bestimmt ein Letztes-Paket-Bestimmer 66,
ob das ausgewählte
Paket, das letzte zu analysierende Paket der Schlange ist. Wenn
nicht, wird ein anderes Paket ausgewählt, und der Prozess kehrt
zum C/I-Vergleicher 58 zurück, um den gegenwärtigen Funkkanal-C/I
von dem neu ausgewählten
Paket mit dem historischen C/I-Wert des Kanals zu vergleichen. Jedoch
befiehlt die Übertragungssteuerung 61,
dass das erste Paket der Schlange übertragen wird, wenn der Letztes-Paket-Bestimmer 66 bestimmen
sollte, dass das ausgewählte
Paket das letzte zu analysierende Paket der Schlange ist.
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Es
wird folglich angenommen, dass der Betrieb und die Konstruktion
der gegenwärtigen
Erfindung durch die vorhergehenden Beschreibungen offensichtlich
sind. Jene Fachleute, werden erkennen, dass die verschiedenen funktionellen
Elemente des Systems, wie sie hier beschrieben und in 5 dargestellt
sind, durch Hardware, Software oder durch Kombinationen aus beiden,
die programmierte Befehle liefern, welche von einem gewöhnlichen
oder speziellen Sondercomputer oder etwas Ähnlichem implementiert werden
können.
Während beispielsweise
die Lehre der gegenwärtigen
Erfindung genauer innerhalb des Kontextes an Hand einer aktuellen RNC
oder BSC in einem Funktelekommunikationsnetzwerk erläutert wurde,
werden Fachleute erkennen, dass die gegenwärtige Erfindung ebenso in Verbindung
mit einem Simulator funktioniert, der fähig ist, eine Referenzplattform
zu modellieren. Außerdem
wurde die Nutzung spezifischer funktionaler Elemente in Bezug auf
die gegenwärtige
bevorzugte exemplarische Ausführungsform
der aktuellen Erfindung beschrieben, wobei derartige Implementierungen
lediglich erläuternd
sind. Dementsprechend werden alle derartigen Modifikationen, Erweiterungen, Variationen, Änderungen,
Hinzufügungen,
Zerstörungen,
Kombinationen und Ähnliches
als innerhalb des Geltungsbereiches der gegenwärtigen Erfindung liegend erachtet,
deren Geltungsbereich ausschließlich durch
die Menge der ab hier nachstehenden Ansprüche definiert ist.